JPH0220353A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 電歪素子あるいは磁歪素子等の駆動素子を用いたドツト
インパクトプリンタ用印字ヘッドに関し、充分な変位拡
大率をもって高速作動が行われるようにすることを目的
とし、 一端に印字用部材が接続され他端が固定された弾性部を
有する可動部材と、作動時に発生する歪により前記可動
部材の固定端の近傍の駆動位置に変位を付与して該可動
部材の一端を拡大変位させる駆動素子とを備えた印字ヘ
ッドにおいて、前記可動部材の前記固定端から前記駆動
位置にかけての弾性部形状が、前記固定端を底辺とし前
記駆動位置をほぼ頂点とする１山以上の三角形状を有す
るように設定された構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電歪素子あるいは磁歪素子等の駆動素子を用い
たドツトインパクトプリンタ用印字ヘッドに関する。

近時、ドツトプリンタの高速化要求に伴い、電磁方式に
代わって、電歪素子あるいは磁歪素子等の駆動素子を用
いた高速作動印字ヘッドが求められている。この種の駆
動素子としては、例えば１９８４年３月１２日発行の日
経メカニカル９２頁に示された電歪素子が使用される。

この電歪素子は、片側の表面に内部電極となる金属ペー
スト膜が形成された複数枚の圧電セラミックスのグリー
ンシートを積層した後、まとめて焼成を行って得られた
ものである。このような駆動素子を用いて印字ヘッドを
構成する場合、駆動素子の微小変位を効率良（拡大する
機構が必要である。

〔従来の技術〕

第３図は駆動素子を用いた従来の印字ヘッドの要部構造
説明図（第３図（ａ）は平面図、第３図（ｂ）は側面図
）で、図中、１はベース部材、２は可動部材、３は駆動
素子（電歪素子）である。

可動部材２は、弾性材料で形成された板状のもので、基
部がベース部材１に固定されている。この可動部材２の
先端には印字用部材（印字ピン）４が取り付けられてい
る。

駆動素子３は、一端がベース部材１に固定され、他端が
接続部材５を介し可動部材２に駆動位置Ａで接続してい
る。駆動位置Ａは、可動部材２の固定端Ｂの近傍に位置
している。

印字に際しては、図示しない電源より駆動回路等を介し
て駆動素子３に所定時間通電する。これにより、駆動素
子３には第３図（ｂｌの上方向へ歪が発生し、可動部材
２の駆動位置Ａには同方向の変位が付与されて、可動部
材２は、駆動位置Ａと固定端Ｂの間で弾性変形して第３
図（ｂ）に鎖線で示すように時計方向に回動する。そし
て、この回動動作によって、印字用部材４による印字が
行われる。

駆動素子３への通電は印字完了直前に停止され、印字を
完了した可動部材２は駆動素子３とともにもとの状態に
復帰する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述の従来構造では、可動部材２の幅が固定
端Ｂから駆動位置Ａにかけてほぼ一定であるため、応力
分布が固定端Ｂ側に偏り、可動部材２の弾性変形時の回
転中心ＯＩも固定端Ｂ側にβＩ　　＋７！。

接近し、変位拡大率は　　　　　　となる。従っＩ て、印字動作の高速化を図るために可動部材２を短くす
ると、変位の拡大率が充分にとれないという問題があっ
た。

本発明は充分な変位拡大率をもって高速作動を行うこと
のできる印字ヘッドを提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明では、一端に印字用
部材が接続され他端が固定された弾性部を有する可動部
材と、作動時に発生する歪により前記可動部材の固定端
の近傍の駆動位置に変位を付与して該可動部材の一端を
拡大変位させる駆動素子とを備えた印字ヘッドにおいて
、前記可動部材の前記固定端から前記駆動位置にかけて
の弾性部の形状が、前記固定端を底辺とし前記駆動位置
をほぼ頂点とする１山以上の三角形状を有するように設
定された構成とする。

〔作　用〕

印字に際し駆動素子を所定時間作動させると、駆動素子
に歪が発生し、この歪により可動部材の駆動位置には変
位が付与される。その結果、可動部材は、駆動位置と固
定端の間の弾性変形により回動し、この回動動作によっ
て、印字用部材による印字が行われる。この印字動作時
に、固定端から駆動位置にかけての可動部材の形状が上
述のように設定されているため、可動部材の撓みモード
が変わり、駆動位置での撓み角が増大することによって
、該可動部材の回転中心が駆動位置側に移動して変位拡
大率が増大する。従って、印字動作の高速化を図るため
に可動部材を短くしても、印字用部材に必要な変位を確
保することができる。

〔実施例〕 以下、第１図及び第２図に関連して本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明に係る印字ヘッドの要部構造説明図（第
１図（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は側面図）で、図中
、１１は可動部材である。なお、従来と同様の部材には
同様の符号を付している。

可動部材１１は、固定端Ｂから駆動位置Ａにかけての形
状が、固定端Ｂを底辺とし駆動位置Ａをほぼ頂点とする
２山（一般的には１山以上）の三角形状を有するように
設定されている。

本発明では、固定端Ｂから駆動位置Ａにかけての可動部
材１１の形状が上述のように設定されているため、駆動
素子３の作動時における可動部材１１の撓みモードが変
り、駆動位置での撓み角が増大することによって、該可
動部材１１の回転中心ｏ２が従来の場合より駆動位置Ａ
側に移動して印字動作の高速化を図るために可動部材１
１を短くしても□、印字用部材４に必要な変位すなわち
印字ストロークを確保することができ、高速化を実現す
ることが可能になる。

次に、可動部材の回転中心、変位拡大率及び応力分布を
第２図に基づいて従来と比較して数式的に説明する。第
２図（ａ）、　（ｂ）、　ｔｅｌは従来の場合を、第２
図（ａ’）、　　（ｂ’）、　　（ｃ’）は本発明の場
合をそれぞれ示し、第２図（ａｌ、（ａ’）は可動部材
の平面図、第２図（ｂｌ、（ｂ’）は同側面図、第２図
（Ｃ１，（Ｃ’）は駆動位置、固定端の間での可動部材
の応力分布図である。図中記入したｌｒ。

ｌ、′、δ、β、Ｌ、ｔはそれぞれ次のものを表わして
いる。

β１．β１′；固定端から回転中心０１．０□までの距
離 δ　　　　；駆動位置の変位 ｌ　　　　；固定端から駆動位置までの距離Ｌ　　　　
；可動部材の全長 ｔ　　　　；可動部材の板厚 本図に付記したように、従来及び本発明の場合の回転中
心位置、変位拡大率はそれぞれ次のようになる。

この比較により、本発明の場合は、従来の場合よりも、
回転中心が駆動位置側に移動し、変位拡大率が向上する
ことは明らかである。

また、応力分布は、従来駆動位置で０で、固定均一分布
となり、最大応力も小さくなる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、高速動作が可能で
かつ充分な印字ストロークを持ち、しかも応力分布が偏
らない高信頼度の印字ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂ）は本発明の実施例の印字ヘッド
の要部構造説明図、 第２図（ａｌ、　　（ａ　’　）　、　（ｂｌ、　　（
ｂ　’　）　、　（ｃｌ。 （Ｃ′）は本発明の実施例の可動部材の回転中心位置、
変位拡大率、応力分布の比較説明図、第３図（ａｌ、　
（ｂｌは従来の印字ヘッドの要部構造説明図で、 図中、 １はベース部材、 ３は駆動素子（電歪素子）、 ４は印字用部材（印字ピン）、 ５は接続部材、 １１は可動部材、 Ａは駆動位置、 Ｂは固定端である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一端に印字用部材（４）が接続され、他端が固定された
   弾性部を有する可動部材（１１）と、作動時に発生する
   歪により前記可動部材（１１）の固定端（Ｂ）の近傍の
   駆動位置（Ａ）に変位を付与して該可動部材（１１）の
   一端を拡大変位させる駆動素子（３）とを備えた印字ヘ
   ッドにおいて、 前記可動部材（１１）の前記固定端（Ｂ）から前記駆動
   位置（Ａ）にかけての弾性部形状が、前記固定端（Ｂ）
   を底辺とし前記駆動位置（Ａ）をほぼ頂点とする１山以
   上の三角形状を有するように設定されたことを特徴とす
   る印字ヘッド。